计及多极值点条件的光伏发电系统MPPT研究

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Rosa1201
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现如今,光伏发电作为太阳能发电的众多方式之一,其应用领域日益广泛。在实际应用中,光伏阵列上方可能会存在部分遮挡物使其输出特性曲线呈现出多个功率极值点。为了能快速准确地追踪到光伏最大功率点,本文分别在电导增量法和果蝇算法基础上做出改进,提出两种改进的最大功率点跟踪算法,并对所提出的算法进行验证分析。本文主要研究工作包括:首先,建立光伏电池数学模型,通过分析模型推导出输出电压、电流表达式。在Simulink中建立单体光伏电池以及光伏阵列仿真模型,分析遮挡情况下光伏阵列的输出特性。针对光伏电池的串并联失配问题,文中做简要分析并给出常用的解决方法。其次,在环境突变情况下,提出一种基于功率预测-变步长电导增量法的MPPT算法。针对电导增量法在跟踪光伏最大功率点时不能同时保证跟踪速度和稳态精度的问题,文中对电导增量法步长系数做出改进。为了避免算法在环境突变情况下出现功率损耗,在算法中加入功率预测原理。最后,通过仿真算例,通过与现有算法的对比,验证所提出算法的快速性和稳态性。最后,针对局部遮挡情况,在果蝇算法的基础上,提出一种基于自适应变步长果蝇算法的MPPT算法。所提算法采用自适应变步长Levy飞行策略,并在果蝇味道浓度判定值中加入避免局部最优因子,进而更新果蝇群体搜索食物时搜索方向的多样性并扩大搜索范围,同时有效地解决算法存在局部最优的问题。最后,通过仿真算例,通过与现有算法的对比,验证所提出算法在正常光照和局部遮挡情况下的快速跟踪性和良好稳态性。
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